結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師如何快速入門(mén)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言：隨著裝配式政策在全國(guó)范圍內(nèi)的強(qiáng)制執(zhí)行，各地的新建建筑必須要做裝配式設(shè)計(jì)。建筑工業(yè)化業(yè)務(wù)成為設(shè)計(jì)院業(yè)務(wù)拓展的重要方向，也成為結(jié)構(gòu)工程師轉(zhuǎn)型的重要方向。

結(jié)構(gòu)工程師如何快速入門(mén)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？首先要了解裝配式結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的區(qū)別，其次要掌握裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工具。

因此本文主要介紹裝配式結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的區(qū)別、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用，幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師快速入門(mén)裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

一、裝配式結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的區(qū)別

（1）裝配率計(jì)算，這個(gè)各個(gè)地區(qū)的要求都是不一樣的，比如四川和上海，是有兩套計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的，一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)這個(gè)比例要求越高，一般來(lái)說(shuō)都會(huì)要求到50%以上，除了裝配率，有些地方比如上海還有預(yù)制率的要求，PKPM-PC程序支持各地的裝配率，預(yù)制率計(jì)算，并且一鍵導(dǎo)出報(bào)告和計(jì)算明細(xì)清單用于報(bào)審。

（2）結(jié)構(gòu)計(jì)算，裝配式建筑是拼裝而成的建筑，要達(dá)到等同現(xiàn)澆的設(shè)計(jì)，就需要考慮裝配式實(shí)際剛度是否和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)能否保持一致，因此裝規(guī)和裝標(biāo)規(guī)定了裝配式設(shè)計(jì)需要考慮1.1倍的內(nèi)力放大系數(shù)，大家需要注意的是，對(duì)于那些裝配率要求比較低，只做疊合板，不做預(yù)制柱和預(yù)制墻的這些項(xiàng)目，是不存在1.1倍的內(nèi)力放大的，這條規(guī)范只針對(duì)于抗側(cè)力構(gòu)件做了預(yù)制的，而且這個(gè)放大系數(shù)要注意放大的是地震下的內(nèi)力。在PKPM-PC中只要做了抗側(cè)力構(gòu)件的預(yù)制構(gòu)件，程序內(nèi)置的結(jié)構(gòu)計(jì)算功能是可以一鍵考慮的，只需要把原來(lái)的結(jié)構(gòu)體系從框架結(jié)構(gòu)改成裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，程序會(huì)自動(dòng)進(jìn)行1.1倍的內(nèi)力調(diào)整。

（3）接縫驗(yàn)算，屬于裝配式特有的計(jì)算內(nèi)容，因?yàn)檠b配式和現(xiàn)澆最大的不同就是在節(jié)點(diǎn)連接處，因此規(guī)范給出了梁柱墻的接縫驗(yàn)算公式，PKPM-PC程序會(huì)按照裝規(guī)7.2.2條一鍵計(jì)算接縫驗(yàn)算并輸出詳細(xì)的報(bào)告書(shū)。

（4）短暫工況驗(yàn)算，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一般沒(méi)有這個(gè)驗(yàn)算，因?yàn)槎际乾F(xiàn)場(chǎng)澆筑施工的，但是裝配式設(shè)計(jì)中，預(yù)制構(gòu)件從生產(chǎn)到施工的過(guò)程中會(huì)有各種翻轉(zhuǎn)、脫模、吊裝等多種工況，在前期結(jié)構(gòu)計(jì)算的時(shí)候沒(méi)有考慮充分的，因此規(guī)范給出了相應(yīng)的公式進(jìn)行考慮，PKPM-PC程序是按照混凝土施工規(guī)范9.2.3條的公式一鍵計(jì)算的，并一鍵輸出詳細(xì)計(jì)算書(shū)。

（5）結(jié)構(gòu)構(gòu)造，預(yù)制構(gòu)件為了滿(mǎn)足翻轉(zhuǎn)、脫模、吊裝等工況，有一些特殊的構(gòu)造做法，這些在相關(guān)圖集圖集和規(guī)范上都有規(guī)定。預(yù)制構(gòu)件種類(lèi)也有很多，對(duì)于板都有好幾種，PKPM-PC程序目前可支持三種類(lèi)型的板，分別是鋼筋桁架疊合板，全預(yù)制板和鋼筋桁架樓承板。

對(duì)于預(yù)制梁、預(yù)制柱，和板一樣，構(gòu)造上也是和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)不同的，比如預(yù)制柱端的加密區(qū)長(zhǎng)度，會(huì)比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)更長(zhǎng)等等。PKPM-PC程序內(nèi)置了市面上應(yīng)用最廣的實(shí)心柱，國(guó)標(biāo)疊合梁的形式進(jìn)行參數(shù)化拆分。最新的PKPM-PC還支持空心柱、空心墻的參數(shù)化設(shè)計(jì)。

對(duì)于預(yù)制剪力墻，和現(xiàn)澆剪力墻構(gòu)造上也有不同，比如鋼筋連接時(shí)候一般是套筒連接，底部一般要預(yù)留20mm的接縫等等。PKPM-PC將這些構(gòu)造措施全部做成了參數(shù)化形式，達(dá)到看參數(shù)就是在學(xué)習(xí)圖集和規(guī)范的效果！

接下來(lái)是設(shè)計(jì)理念的不同，和現(xiàn)澆不一樣，雖然都是為了滿(mǎn)足建筑師的要求，但是在方案設(shè)計(jì)的時(shí)候需要盡量對(duì)稱(chēng)布置，梁截面最好盡可能布置成一樣寬的，方便后面進(jìn)行拆分，因?yàn)橹挥胁鸱址桨负侠恚竺嫔罨瘑挝簧罨?gòu)件廠生產(chǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)的施工安裝才可以發(fā)揮裝配式設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，否則強(qiáng)制性拆分，會(huì)增加整個(gè)項(xiàng)目的成本，這個(gè)增量的比例據(jù)統(tǒng)計(jì)，甚至可以達(dá)到現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)總造價(jià)的20%，少規(guī)格、多組合是裝配式設(shè)計(jì)的最重要理念。另外，和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不一樣，裝配式設(shè)計(jì)是很細(xì)致的，細(xì)致到每根鋼筋的排布都要設(shè)計(jì)好，現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一般來(lái)說(shuō)就是給出一個(gè)8@200，一般是不考慮現(xiàn)場(chǎng)的排布情況的。PKPM-PC可以按照設(shè)計(jì)師的要求自由指定預(yù)制范圍，拆分原則符合標(biāo)準(zhǔn)化的要求，鋼筋排布參數(shù)全開(kāi)放且支持深化編輯，支持板、梁、柱、墻等預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部任意鋼筋可視化精細(xì)調(diào)整，從此遠(yuǎn)離調(diào)整鋼筋的繁瑣工作，告別加班！

（6）設(shè)計(jì)成果不同，因?yàn)檠b配式設(shè)計(jì)之后各類(lèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件被拆分成小型構(gòu)件，被拆分的構(gòu)件都會(huì)出詳圖，這個(gè)圖紙量比起現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)會(huì)增加十倍左右，除了詳圖，還需要提供詳圖對(duì)應(yīng)的BOM清單，工廠根據(jù)BOM清單做成本核算和采購(gòu)原材料。還有短暫工況計(jì)算書(shū)、裝配率計(jì)算書(shū)、接縫驗(yàn)算書(shū)這些都是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)沒(méi)有的，PKPM-PC程序急于BIM三維模型，一鍵出圖，出清單，出計(jì)算書(shū)。而且圖紙質(zhì)量很高，導(dǎo)出之后不用修改就可以直接用，可直接對(duì)接生產(chǎn)。

第一部分到此結(jié)束，主要是給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師普及一下裝配式設(shè)計(jì)的概念，順便介紹了PKPM-PC軟件的一些基礎(chǔ)功能，考慮到裝配式設(shè)計(jì)很難，覆蓋了建筑行業(yè)全專(zhuān)業(yè).

二、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用

首先是應(yīng)用場(chǎng)景不同，某些單位只做方案設(shè)計(jì)，需求是有提交報(bào)審的裝配式專(zhuān)項(xiàng)報(bào)告書(shū)，還有的單位是要完成構(gòu)件詳圖設(shè)計(jì)和出圖，這兩種場(chǎng)景PKPM-PC都支持。

對(duì)于只做方案報(bào)審的單位，一般來(lái)說(shuō)裝配式專(zhuān)項(xiàng)報(bào)告內(nèi)容中要體現(xiàn)裝配式方案拆分圖、裝配率計(jì)算書(shū)、爆炸圖和明細(xì)表，PKPM-PC可以一鍵完成的這些內(nèi)容。具體的操作流程是先建BIM三維模型，在模型上進(jìn)行裝配式方案設(shè)計(jì)，基于模型就可以輸出裝配率計(jì)算書(shū)和預(yù)制構(gòu)件布置圖。如果有要結(jié)構(gòu)計(jì)算的朋友還可以在PKPM-PC內(nèi)置的結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件中進(jìn)行裝配式的整體計(jì)算分析。

除此之外，PKPM-PC程序支持一鍵生成爆炸圖，導(dǎo)出報(bào)審文件，比如湖南三維審查數(shù)據(jù)，還可以將模型上傳圖模大師進(jìn)行輕量化瀏覽。

對(duì)于做深化設(shè)計(jì)的單位，PKPM-PC程序支持全流程深化設(shè)計(jì)，包括但不限于預(yù)制板自動(dòng)配筋、板底筋鋼筋自動(dòng)避讓、自動(dòng)埋件設(shè)計(jì)、一鍵出圖等等。

綜上所述，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配式設(shè)計(jì)有諸多不同之處，給參建各方都帶來(lái)了相應(yīng)的工作量，PKPM-PC基于BIM三維模型，可以高效完成全流程裝配式設(shè)計(jì)，且和設(shè)計(jì)師的思路高度貼合，為必要的工作增量提質(zhì)增效。五分鐘時(shí)間，希望您收獲的不只是技術(shù)干貨，更重要的是了解到怎么應(yīng)對(duì)這些不同之處的解決方案。

（責(zé)任編輯：何雯麗）